碰撞已经开始了:一颗银河系内的恒星,已进入仙女座星系范围内
在浩瀚中的宇宙中,运动是绝对的
即便是在我们看来相对静止的太阳和星星,也都在围绕各自的星系中心公转,既然行星会绕着恒星运动,恒星也会跟随着星系中心运动,那么星系是否也在运动呢?
答案是肯定的
银河系的公转速度运动速度达到了每秒630公里,其他的星系也以同样或快或慢的速度运动着,虽然宇宙看起来十分空旷,但由于各自都在运动,有时发生星系碰撞也不是什么稀奇的事,科学家发现,我们所在的银河系未来将会与邻近的仙女座星系发生碰撞,估算的时间大约在37亿年之后。
但近日的一项发现表明,两个星系的碰撞可能在此时就已经开始了。加州大学的天文学家在研究室女座星系团的星系时,发现了一组天琴座RR变星。
一般来说,大部分的恒星在亮度上都是固定的比如太阳的亮度在为期11年的周期里,才会发生0.1%的变化,但也有部分恒星因为爆发或遮蔽等原因,会在短时间内显著的改变亮度,天琴座RR型星就属于脉动变星,光变周期一般在0.2~1.2天。
这类变星的光变规律相对稳定,就像心跳一样,有着较固定的周期,它还有一个显著的特质,即所有的天琴座RR型星的平均亮度几乎是一样的,也就是说它们的绝对星等是固定的,这就使得从地球上观测天琴座RR型星的视星等,和它们与地球之间的距离,有着对应的关系。
只要观测到其中一颗,就能通过公式计算出这颗恒星以及所在的天体系统和地球的距离。
天琴座RR型星一般分布在球状星团和银道面以及银晕中,见到它们并不稀奇。稀奇的是本次发现的天琴座RR型星,距离银河系中心大约100万光年,但这组变星理论上来说依然处于银河系的银晕范围内,而它的位置几乎已经在银河系和仙女座星系的交界处了。
在我们的认知中,银河系的直径应该是10万光年,其实这里的10万光年并不包括银河系的外银晕。
整个银河系由银核、旋臂、银盘以及银晕组成,其中银核的物质最为密集,中心厚度达到了2万光年,从银核所在的银盘延伸出了四条旋臂,我们的地球就位于其中的猎户旋臂上,整个银盘和旋臂都被巨大的球状银晕包裹着,银晕又分为外银晕和内银晕,内银晕的直径约为10万光年。
银晕内充满着大量气体尘埃,恒星数量较少,仅有的恒星也比较衰老,但银晕的总质量却十分庞大,由于银盘的气体和尘埃会吸收电磁波,所以我们目前暂时很难观测到银晕完整的组成结构和大小。
此次在百万光年外发现的银河系恒星证实了对外银晕规模的预言,和原有的研究结果结合来看,银河系和仙女座星系几乎已经紧贴在一起,碰撞可能在有些地方已将开始了。
早在18世纪,科学家就察觉出了仙女座星系的存在,但由于当时的观测技术尚不发达,直到上世纪20年代,天文学家在仙女座星系的外区确认了属于该星系的恒星,证实了仙女座星系的存在。
凭借着多普勒效应,天文学家认为仙女座星系在向银河系靠近,并且测量出了径向速度为每秒钟120公里,但此时仍然缺乏其他数据,无法确定它是否会和银河系发生碰撞,到了2012年,天文学家通过哈勃望远镜分析了仙女座星系在2010年至2012年两年内的运动状态,最终确定了两个星系将会发生碰撞的事实。
由于仙女座星系的横向速度很难精确测量,所以估算出的碰撞时间可能在未来观测的观测中出现变化,但碰撞是一定会发生的事,那么地球会在其中受到影响吗?
在我们的认知中,银河系内的恒星应该是数量庞大且十分密集的,就像夜空中看到的密密麻麻的星星一样。那么当两个星系重合时,一定会导致无数的恒星碰撞在一起,随后巨量的恒星因碰撞而四分五裂,爆发出难以想象的能量和辐射,整个星系都充斥着天体的碎片,地球和太阳不是被其他天体毁灭就是被碎片毁灭。
事实上,这样地狱般场景并不会上演
虽然银河系内的恒星很多,但它的范围也很大,整个银河系并不是我们看起来的那么拥挤,恒星和恒星之间的距离通常都以光年起步,以太阳系为例,距离太阳最近的恒星是4.22光年外的半人马座α星,中间的距离足以再塞下3440个太阳系。
这意味着,当星系碰撞真的来临时,绝大多数的恒星都会互相从空隙中穿过,发生碰撞的几率可以说是微乎其微,如果20亿年后人类还生活在地球上,就可以看到仙女座星系在逐渐向我们靠近。直到发生碰撞的前夕,它几乎会占据整个夜空。
当碰撞开始时,天空中的银河在引力作用下慢慢弯曲,直至几百万年后和仙女座星系彻底融合在一起,
完成一场宇宙中绚丽的烟花秀。
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